CHAPITRE L Projectiles expaiiAillt
Expansion prodi»tb par l'impulsion d*un culot.
La construction des projectiles à culot a pris naissance presque en même temps que l'idée fé~ conde de faire servir l'explosion même de la charge à forcer^ au fond de l'âme, une balle évidée, et à lui imprimer le mouvement de rotation autour de l'axe. Cette considération nous détermine à entrer en matière, dans ce que nous avons à dire des projectiles expansifs, par ceux dont l'expansion est produite par l'intermédiaire d'un corps solide, dit culotj chassé dans leur intérieur, par l'action des gaz, choisissant, pour rendre les explications plus claires, l'exemple de la balle Minié {&g. I PI. I), ainsi nommée du nom de son auteur, balle qui se voit encore aujourd'hui dans le service, et dont la construction ne difiPère d'ailleurs en rien d'essentiel de celle des balles analogues le plus généralement usitées. Ses cannelures extérieures, ou entailles annulaires autour de la partie cylindrique^ ont été
18 MOUVBLLBS ÉTUDES
omises dans la figure, parce que leur présence n'intéresse en rien les déyeloppements que nous avons à donner pour le moment; mais il en sera question unpeu plus loin.
Le culot Minié consiste en une petite calotte tronconique cdghde tôle de fer emboutie sous le balancier, et qui, placée d'abord en cgdh à l'entrée de l'évidement du projectile,estchassée(rexpérience le prouve) par la première impulsion des gaz, jusque sur le fond de cette cavité dans la position c'g'd'h',
La figure I planche I, qui représente une coupe longitudinale par Taxe, fait voir comment cette cavité conique, dont la paroi latérale cède sous la pression du culot doit finir par 8*élargir, jusqu'aux limites indiquées par les deux lignes cce, iféC/; par là, tout le volumede plomb compris entre ceetcc'e d'une part, etdfetdff, d'autre part, est refoulé demanière à donner lieu à un semblable accroissement de volume à la surface extérieure du projectile, jusqu'aux lignes ail et hkm.
Le maximum de l'élargissement extérieur répond à la hauteur de p, c'est-à-dire à l'emplacement de la base du culot, après son entière pénétration dans la cavité. A ce moment, la paroi de celle-ci, en dessous de p, de conique qu'elle était, est devenue cylindrique» tandis que la surface cylindrique extô-
SUR l'arbie a feu bâtée. 19
lieum do la balle est transformée en un tronc de cône ayant sa base en p.
En pratique, le changement de forme du projec>tile doit naturellement rester renfermé dans db justes limites, sous peine d'en voir résulter des déformations préjudiciables. Acet égard, ondoitprendre en considération les dimensions du projectile, relativeqvBnti celles de Tâme de l'arme à feu, sa force d'inertie, la ductilité du ptomb^ la force expansive des gaz de la poudre, aux premie)*S' instants de l'explosion de la chaîne, Tii^fluence de la déformation sur la trajectoire et quelques autres éléments encore dont l'influence réelle ne saurait être déterminée qu'expérimentalement, et dont on ne saurait rien préciser jusopie là.
Cewpérience pratique a conduit à construire la balle et ton culoty de telle sorte que le refQvlemenkde la première, par l'effet de la pénéiration d[« second sm^ ptsMf le moins d'un vingdème, et oju plus d'un dixième de son volume ou de son poids (non comprise toutefois l'expansion qui a lieu encore après la pénétration, par la seule action des gaz de la poudre). Dans le cas que nous considérons, les données numériques de la question sont les suivantes :
Calibre du projectile t h = i ,690 om ;
d'où rayon 0,84^ cm;
Diamètre de la cavité en n cd= l,S00cin;
d'où rayon 0,600 cm ; Diamètre de la cavité en p = 0,071 em ;
d'où rayon 0,535 cm ; Diamètre de la cavité en r e f = 0,975 cm ;
d'où rayou 0,487 cm ;
Profondeur de la cavité n r = 1 ,575 cm ;
Hauteur extérieure du culot p r = n o = 0,675 cm ;
Chemin parcouru par le culot or = n p = 0,900 em ;
De ces données, on déduit les valeurs suivantes :
Volume primitif de la cavité, sur la hauteur n p
= 0,911 centimètres cubes. (I) Volume primitif de la cavité sur la hauteur p r ir. 0,675
= 0,553 centimètres cubes. (II) Volume primitif de la cavité entière = 1,464 centimètres cubes. (III) Volume du culot (abstraction faite de l'arrondissement de l'arête supérieure)
ic. 0,675
= 0,702 centimètres cubes. (IV) = Volume du cylindre cd c' d' = w. 0,600» . 0,900 = 1,017 centimètres cubes. (V) Volume total de la caviié élargie = 1,719 centimètres cubes. (VI)
Donc, en dernière analyse, on aura pour le Tolume du plomb refoulé :
(IV + V) — (1+II) = VI — 111 = 0,255 cen. cubes.
Ce qui répond à un poids de 2,881 grammes, en prenant 11,3 pour la pesanteur spécifique du plomb.
Le projectile entier, pesant 40, 6 gr. qui répondent à un volume de 3, 592 c m c , il s'en suit que le rapport delà masse du plomb refoulé par le culot, à celle du projectile^ est d un quatorzième.
Le diamètre extérieur du projectile éprouve, par l'effet de la pénétration du culot, des accroissements très divers aux différents points de sa longueur, puisque ces accroissements vont en diminuant en contre-bas de ik, jusqu'à se réduire à rien à la base, et qu'au dessus de /m ou de la naissance de la pointe ogivale, ils se réduisent également à rien, en quelque part de cette partie. Il est d'ailleurs évident que les accroissements des diamètres extérieurs doivent être moindres que ceux de la cavité, puisque la masse refoulée de l'extérieur à l'intérieur, s'étale sur des circonférences de plus en plus grandes. L'accroissement du calibre n'est donc pas déterminé, aux différents points de la longueur de la balle, par les différences entre les diamètres du culot et de la cavité; quoiqu'il en soit évidemment une fonction.
22 fiFOUYECLEfi lÉVUDES
Dans ncrtre exemple, le 'rayon primitif de 4'évidement en p est de 0,535 cm.; le rayon inférieur du culot est 1/2 cd — 0,600 c m.; enfin le calibre de la balle qui est âe 1 ,6d0 donne pour son rayon
extérieur primitif -^ = 0,8 45.
On déduit jde jà, pour calculer la valeur du rayon extérieur pk = x, ^rès le refoulement , Téquatiffltt:
TU X* = ic {0,845* + 0,600» — 0,SS5'] tf où X = 1/0,845» + 0,600« — 0,535»
= 1/0,7878 = 0,888 cm=pl.
Aîausi le diamètre extérieur du projectile s'est accru en p de 2 (0,888 = 0,845) = »0,086« m., tandis que l'agrandissemeat eu diamèfer^ de révi** deme»>tau même i^droit a été de 2 (0,600 » fi^SSS) = 0,1130 cm.
Quant à l'accroissement du calibBeeui^f, c'^t-àdire^ a hauteur du raccordement des parties cylindrique et ogivale, on trouve, en prenant 0,578 pour la valeur du rs^on du culot en q et 0,514 pour cel4ii de i'évidement au môme endroit»
X = 1/0,845» + 0,578* — 0,514* = 1/0^785 =5=0,885 cm =qi]n.
SUR l'arme a feu ratée. 23
Ainsi, raccroissement du .calibre en 9 se trouve être de 2 (0,885 = 0,845) x= 0,080, c'est-à-dire, à peu de chose près encore la même qu'en p^ de sorte que le principal forcement du projectile a lieu dans la r^on iklm.
On conçoit que TeSet de ce forcement pour régu* lariser lamarche du projectile serait d'autant mieux assuré que Ton aurait mieux réussi, dans la cons* truction de celui-ci, à faire tomber son centre de gravité dans cette partie iklm qui, dans l'âme, est mieux conduite que le reste; nous reviendrons plus tard sur cette considération*
Dans notre analyse^ nous avons considéré le projectile en lui-même, au point de vue du changement de forme qu'il ne peut manquer d'éprouver au moment où le culot y pénètre violemment, faisant abstraction des circonstances qui dans la pratique produisent cette pénétration, ou seulement Tacconir pagnent.
Mais en réalité, dans l'âme d'une arme à feu, l'expulsion du projectile évidé placé an fond de cette àme, n'est pas seulement un effet produit par l'intervention du culot; elle est en même temps un effet immédiat de la force expansive des gaz de la poudre qui suivent le culot pendant et après sa pénétration, complétant ainsi l'expansion dans la partie de la
cavité en arrière du culot, de manière à transformer le cylindre dcd' {fig. 1) en une espèce de tronc de cône iA;a6, et consécutivement, le tronc de cône en une espèce de cylindre ayant ik pour base, si bien qu'en fin de compte, le projectile entier reprend de nouveau une forme à peu près régulière.
Les balles recueillies après le tir, celles surtout qui ont été tirées dans des canons courts, et de peu de vent, ne peuvent plus être introduites dans la bouche. Cet effet résulte de Télargissement ultérieur dont on vient de parler, et qui continue encore un instant après la sortie de la balle, lorsque son contour extérieur cesse d'être soutenu contre les parois latérales de l'âme»
Du reste, la théorie que nous venons d'exposer en nous aidant de la figure T** n'a d'autre but que de fournir des points de départ, lorsqu'il s'agit, en pratique, de construire une balle à culot pour un canon déterminé, et de lui procurer le degré ' d'expansion nécessaire pour un vent donné.
Il va sans dire que la mesure de l'expansion ulté* rieure produite par l'action immédiate des gaz de la poudre dépend du vent donné à la balle et du degré d'extensibilité de la matière qui la compose ; quant à la pénétration du culot et à l'expansion qui en résulte, ce sont des effets qui ne sauraient évi-
SUR l'arme a feu ratSi. 25
déminent avoir lieu qu'autant qu*il existerait, entre le culot dont l'élasticité est très faible et la paroi du canon dont la résistance peut être considérée^ comme absolue, un espace suffisant pour loger toute la masse de matière susceptible d'être refoulée.
Il suit de là que la construction de la balle doit être réglée de telle sorte quen concevant un plan coupant mené en travers du canon et de celle-ci, à l'endroit de son plus grand diamètre, après la pénétration du culot {cest-à'dire suivant la base de ce dernier), l'aire f de la surface annulaire comprise dans cette section entre les contours de la cavité avant et après la pénétration, soit dans le rapport vouiu avec l'aire F déterminée par la surface annulaire comprise entre le contour de la balle et celui de la paroi de l'âme, y compris la somme des profils de& rayures.
Soient : r le demi-calibre du projectile et r' son demi-diamètre après l'évasement de sa cavité; représentons par R le demi-calibre de l'âme et par Z Taire de la section transversale de l'ensemble des rayures, on aura, pour le cas de l'égalité des deux aires ici mentionnées, autrement dit, pour le cas où le vent et les rayures seront complètement remplis, l'équation.
NOOViaXES ÉTUDES
ir(r'» — r«) = ir(R* — r*) + Z,
Si les rayures, (suivant la construction la plus usitée, et qui est aussi la plus avantageuse), occupent en largeur la même étendue que les pleins ; si, en outre leurs fonds sont concentriques à Tâme et leurs faces latérales perpendiculaires à celle-ci, on aura, en représentant par R' le demi- diamètre de l'âme augmenté de la profondeur des rayures, l'équation :
L'expérience prouve que le cas de Tégalité de / et de F est celui qui satisfait le mieux aux conditions
SUR ^*àMmu A fWO MttK. 99
pins OQ moÎM dèi que lai mterfullai f U$iM /(ai les séparai nmcmitreoi h féùtAmaj^ émçêfiM 4ê TÉÊmtm fins M Cis^ Ul ^ràl^iÊt 4k i^ ^ ^j^j^^/^ 4j(
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s'étaler pendant le refoulement en contre-haut et en contre-bas de la base c' (/' du culot (fig. 1). Il arrive alors qu'il se produit en ces endroits une dilatation longitudinale du projectile, qui a pour effet de remplir les cannelures et les petits défauts de coulée, ou bien d'empêcher le culot d'arriver jusqu'au fond de la cavité dans laquelle il est chassé.
Le premier de ces deux cas entraîne évidemment avec lui moins d'inconvénients pour la justesse de tir que le second, dans lequel le projectile peut éprouver une déformation plus ou moins violente.
En pratique la valeur de R est sujette à varier, car il a été reconnu qu'avec des cartouches, toujours semblables, le calibre de l'âme et le vent doivent nécessairement changer entre certaines limites. La preuve que de telles variations ont lieu se voit d'ailleurs positivement dans l'emploi des balles expansives, dont ce fait, surtout, établit la supériorité sur les autres.
Une balle expansive bien construite, doit et peut avoir un vent de 3 à 6 0/0 du calibre de l'àme sans qu'il en résulte de trop grandes différences dans les effets du tir. Mais entre ces limites de tolérance, il n'y a, d'après ce qui a été dit plus haut, qu'une seule valeur de R ou qu'un certain vent pour lequel
les conditions mécaniques du contact intime de la balle et de l'âme soient réellement normales, et, par conséquent, produisent des efifets réellement normaux.
Les conditions pratiques qui servent à fixer les limites extrêmes du vent sont : d'une part, de prévenir toute difficulté dans le chargement de l'arme, comme aussi d'éviter qu'après le forcement, la balle n'exerce uue compression forte contre les parois de l'âme, par suite d'un rapprochement outré; d'autre part, d'empêcher qu'après Tintroduction de là cartouche, celle-ci puisse sortir accidentellement, comme aussi d'assurer un degré suffisant de rapprochementde la balle avec la paroi de l'âme après son élargissement. Dans le premier cas, la balle,trop serrée contre le canon, est susceptible de subir des déformations,et alors le forcement ne garantit plus suffisamment la bonne direction; dans le second, le même efiFet peut être la conséquence d'une pénétration trop violente de la matière de la balle dans les rayures. Dans l'un et l'autre cas, il peut y avoir diminution de la vitesse initiale, et par suite, aug* mentation de l'angle de mire, parce que de tels effets peuvent provenir^ ou d'une explosion faite dans de mauvaises conditions^ telle par exemple que celle d'un excès de vent^ ou d'un frottement considé*
90 NOU^TËliLES ETtBD&S
rabk qup cmsomfm^ au fyréjmdmtde^Ui niteâse^inih tialer une partie dt^ Hrmaîl dei- gmde lapotutiie, é'cmtant plus grande^ que Le mnb est moindre^.
Celui qui entreprend la construction d'm profeci* tile expansif doit, dans le? choix âe& formes de la cavité ^ du culot, chercher k satisfaire à la condi « tion de régler k val^^iiur de r'^ de manière k\ ce(|»e Ton ait f =F, quand R est compris enjtre les Unûtes presci^iteâ des tolérances^ en se rapprochant toutefoifi plutôt do la limite inférieure que de la limite supé^ rieure. Ainsi, par exemple,, dans Ici cas d'un imi compris eaire 3 et 6 Va ^ calibre, on devra, d V près l'expérience, calculer l'expansion noriimb e l6i profil des rayures sur un vent de 4 Vo-
Le projectile représenté dans lafîg. I, et dont le calibre était de 1,69 aété Uré dans diverses armes du grand duché de Hesse : pistolets, moAisquetons^i caffabines et fusils d'infanterie, dont le calibre réel variait entre les limites de 1 ,71 à 1,785 c m., conséquemcnent avec un vent variable depuis 0,02 jusqu'à 0,095 cm., ou depuis 1,1 jusqu'à 5,3 7^ du calibre de l'âme.
Or, le& meilleurs effets, ceux qu'on peut appeler normau» ont été fournis par les armes du calibre de 1,75 cm., ayant par conséquent un vent de Ovft6 cm^^ ou de 3,4 7« ^^ calibre de l'âme.
SUR l'arme a fbu ratée. 31
En outre, la pratique a fait voir que la limite in-^ férieure 1 ,1 Vo était trop faible, ayant donné lieu à de notables difficultés de chargement dans les armes du plus petit calibre. On arrive également à cette conséquence par les conditions théoriques suivantes :
Soit r' =/> A le rayon du projectile après rexpanâion i9esmré 4 h base du culot^ on a p k = 0^886 cm ; Celui du calibre primitif r = 0>845 cm ;
La profondeur des rayures z = 0,023 cm;
On aura pour le cas de la limite inférieure du calibre du canon 1,71 cm.
R :=^ 0,85S R' = R + z = 0,880 et conséquemment
751028 - 0.714025 + "•"*«" 7 "•""^j = r . 0,038687 centimëtrtB carrés.
Pour le calibre moyen de 1,75 cm., le calcul donne :
(II) » = . jo.761«B5 - 0,71«)î» ^O.MO00O- 0.76562. j
= TC • 0,073787 centimètres carrés.
Et enfiD pow le plas fort calibre i ,785 cm.
(III) y :5= ir J0,795664 — 0,714025 + ' ^
ssBic . 0^ 104251 centu&ètres carrés*
D'un autre côté Taire /de la surface annulaire dans laquel le plomb est repoussé à la base du culot a, pour chacun des trc cas la même valeur :
f = îr {0,886* — 0,845»} =r {0,784996 — 0,714025}
= ir. 0.07097 centimètres carrô
Ed comparant cette valeur de f avec chacune des valeurs de F (I), (II), (III), on voit que la deuxième répondant au calibre moyen, donne précisément le rapport normal qui doit exister entre le projectile et le canon, puisque le vent et les rayures se trouvent complètement remplis. La valeur (I) au con-
traire, qui donne , indique un rapport mani-
festement défavorable entre entre fet F, qui doit nécessairement donner lieu à des difficultés de chargement et à un trop grand frottement dans l'âme. Enfin, dans le cas du plus fort calibre, on reconnaît que le refoulement produit par la pénétration du culot, est hors d'état d'amener le projectile jusqu'au contact de l'âme, et encore moins d'en faire arriver le plomb jusqu'à pénétrer dans les rayures, s'il n'y avait pas ici lieu de tenir compte de l'enveloppe de papier de la cartouche. En le faisant, la valeur de r' devient 0,904, et par suite f = 0,103191 qui approche beaucoup de la valeur (III) de F, mais rbste néanmoins en dessous.
J>^6 les expériences dont nous parlons, les effets du tir avec les armes du plus fort calibre, ont été moindres dans le rapport de 35 Vo«
Tout ce mal tient à ce qu'il existe aujourd'hui une ifop grande latitude des tolérances dans le calibre. 4)u ne devrait pas admettre de limite inférieure au i^^ousde 1,73.
Après avoir expliqué de quelle manière doit né- .çessairement avoir lieu le changement de forme du projectile dû à la pénétration du culot ; après avoir Réduit delà construction de ces deux corps, le degré d'expansion du premier, et tenu compte des chan- :gements qui s'en déduisent dans les espaces rem« pjis par le projectile dans Tâme, occupons-nous maintenant de la force impulsive qui met ces deux ^rps en mouvement.
Il est peu d'expériences physiques qui, bien que x^tées jusqu'à Tinfini, et en y employant des (moyens d'observation très divers, soient toujours restées plus rebelles aux théories mathématiques^ ^ue celles qui ont pour objet l'action des gaz de la ppudre sur un projectile.
Les difficultés qui naissent, à l'encontre du succès desobservations, de l'extrême rapidité du phénomène à observer, et de l'insuffisance des notions que l'on ^possède sur la force de projection, se sont encore
accrues dans ces derniers temps, par suite de la forme particulière des corps mis en mouvement.
La configuration des parties du projectile^ tour^ nées du côté de la poudre, et immédiatement exposées à son action^ détermine entre des limites difficiles à préciser la résistance qu'il oppose à l'explosion aux différents instants : ainsi, chaque forme de balle influe d'une manière toute spéciale sur le développement de l'ensemble du travail effectué par laforce el sur la manière dont cette force est employée.
La quantité de poudre brûlée, la longueur, le diamètre et le poids, tant du canon que du projectile, ne sont plus des éléments suffisants pour le calcul, depuis qu'à des canons unis et à des balles sphériques, on a substitué des canons rayés et des balles oblongues évidées à la partie postérieure. D'une seule et même arme rayée, chargée toujours avec une môme quantité de poudre, on peut aujourd'hui tirer, sous un seul et même angle d'élévation, deux balles oblongues égales en poids et en calibre, ayant de plus le même profil extérieur, qui donneront cependant des portées susceptibles de différer jusque dans le rapport de 1 à 2 ; et cela, par le seul effet d'une petite différence qui aura lieu dans leur construction à l'intérieur ! Des différences analogues dans les résultats du tir peuvent déjà résulter de
faibles changements apportés dans la confection des cartouches; et si, àces causes de différences d'effets, viennent encore s'ajouter les variations éventuelles du vent, on voit qu'il n'y a plus à compter sur la solidité d'aucune base théorique > quelque bien qu'on croie l'avoir étudiée; en un mot, qu'il ne reste plus à l'investigateur, pour se guider dans l'étude de ces sortes de questions, que la ressource des méthodes empiriques.
Une juste évaluation des coefficients de chaque cause particulière susceptible d'influer sur les résultats,ne saurait résulterque d'expériences directes faites avec les soins les plus minutieux. C'est la voie que j'ai suivie pour résoudre la question capitale ci-après énoncée, en l'appliquant particulièrement au cas de la balle représentée dans les figures (1 et2, PJ. !)•
A quel degré ^avancement de rexplosion, ou en qwl point de la longueur du canon a lieu rentière pénétration du culot dans l'évidement de la balle ? Est-ce à rinstant même où la balle se met en mouvement ; est-ce graduellement pendant quelle parcourt la longueur de l'âme ?
Pour ces expériences, la balle dont nous venons de parler a été tirée dans des carabines, des mous-* quêtons, des pistolets, et des fusils d'infanterie, ayant des vents très divers.
36 NOUV^LmS ÉTUDES
En général, TeiKamen 4es balles retrouvées i^pr^s le tir, a présenté le culot arrivé régulièrement jusque sur le fond de la cavité; ies seules arme3 du plus petit calibre adqais, ont fourni environ 30 b^èes sur 100, dans lesquelles let^ulot ne s'était ^pas «i^oncé complètement, ou s'était enfoncé d'une manière irrégiilière.
La longueur d'âme de Tarme la plus courte» le pistolet, était de 19 cm. ; les balles lancées par ce petit canon avec un vent de 0,2 mm, avaient éprouvé à la sortie de l'âme, un second et très notable élargissement qui fut cause que Ton ne put rien statuer de très positif sur la pénétration du culot, qui souvent se trouvait perdu. J'ai alors raccourci le canon du pistolet par tronçons successifs, de manière h le réduire à 15, puis à 10, à 5 et à 4 cm., em-
SUR l'arme 4 FBH RATÉB. 37
Je dois à la yérité de dire qu'aux deux premiers coups tirés dans cet ensemble de circonstances, le culot n avait marché dans la cavité de la balle que de 1 à 1,5 mm ; mais dès le troisième coup, après un commencement d'encrassement de la paroi de Tâme, provenant d un résidu de la combustion de la poudre et de quelques débris du papier de la cartouche (*), les culots ont toujours pénétré jusqu'au fond de la cavité.
Les rayures étaient r^lièrement imprimées, le cylindre du projectile porté au diamètre de 18,5 millimètres, de sorte que les culots se trouvaient sans adhésion au fond de la cavité (**)•
La deuxième question que j'ai essayé de résoudre par la voie expérimentale est la suivante :
(*) C'est encore là un des éléments de la question qu'il est difûcile de faire entrer en ligne de compte.
(**) Le cylindre du projectile cède sous la pression du gaz aussitôt qu'à la sortie de la bouche, la presmon qu'il exerçait contre les parois du canon cesse d'avoir lieu. Gela explique pourquoi les balles expansives retrouvées en grand nombre, ne pouvaient plus être introduites dans la bouche de l'arme. Gela explique en outre la fâcheuse séparation du calot d'avec le projectile, pendant le trajet de ce dernier dans l'air : le culôt posé sans adhérence au fond de la cavité élargie finit, à cause de sa moindre force d'inertie, par rester en arrière.
IBVE RATÉE. 4
38 nwnsuœ âriD«s
ÇuM^ MkfâPCi néeeHi^epéw faire pévéH'er té cutotijw9(f%^au fond de la cavité ?
Pour atriver à la détermination d'un chiffre susceptible d'être utilisé dans la pratique, ^9^ ehoisi de préférence le calibre de 17, 65 millii^ièr Ires pour lequel l'expérience nous a appris que H pénétpatioa du culot est déjà accomplie au premier instant de Texplosion.
Le projectile était placé, la poio^^ m b^ i^u fond d'un aanon de pistolet du diamètre précité, après toutefois qu'on avait rempli le logement de 1» poudre aveo un tampon d'étoupe serré, en vue d'empêcher autant que possible l'aplatissement de ïa pointe de ta balle, pendant l'expérience. Le canon étant fixé dans une posilioja verticale, la bouche eu haut, on y introduisait, suivant l'axe une tige qui desçei;idait jusque sur le culot, et l'on faisait ensuite tomber sur cettQ tigç ua poids dout la percussion fît arriver le culot jusqu'au fond de la çîivité.
Cette expérience plusieurs fpis répétée, a donné les résultats suivants :
r Dans les circonstances indiquées^ il faut pour Ifi pénétration du culot un poids moyen de 5 kiL , tombant d'une hauteur rf^ 37,5 centimètres, ce qui
SUA (.'aBMë A FëG iUYÉE. )9
répand à mm «iMiifil^ </^ travail de \ ,85 kilogram^ mètrfi.
ont oscillé entre les limitée de i^^é^J Hihgravikr mèéres.
y Les rayure6 étaient foHwpti#iit, mm wm ps^ tiHjjour&iiBiforméniefit imprimées, étant plui^ sibilantes aux endroits de la paro cylindrique, qui, par suite de quelque irrégularité dans le Qovdag^ se Induiraient awir moins d'épaisseur. A ees ^^^^ droits minées pluafortemept refoulé», le» c^ylincU^ étaient devenus plus courts.
Les observations rapportéea sous lea numéros 2 et 3 mettent en évidence quelques ineonvénieats ^¥€a des projectiles à culot :
En premier lieu, il résulte de ce que le tr^y^l Fequis pour enfonqer le eùlqt, a p<>é^Até dans vj^ expériences de si grandes différences d'u^ Wto^à Fautre, qu'on ne saurait compter noa plui» sur rien de bien régulier dans le cas du môm% Urawt ^$<tué par l 'impulsion du gaz de la poudre.
En r^herebant les causen de» différei^ea ()ï>r serrées, il a été foeile de reowwaître Jçs suivantes :
a) L'oxidation des culots^ qui donaait naturelle-
ment lieu à une augmentation considérable du frottement à vaincre. On peut en dire autant de l'altération de la graisse dont on enduit les culots quand on les met en place.
b) Des différences dans la nature de la tôle et dans le diamètre primitif du projectile, (diamètre qui varie avec la température du plomb et du moule au moment de la coulée) ; disons aussi des différences dans la forme de la cavité qui, après le placement du culot et le calibrage subséquent , ïivait donné lieu à un rapprochement plus ou moins forcé des deux corps.
L'irrégularité signalée sous le n* 3, dans l'épaisseur de la partie cylindrique du projectile, doit avoir pour effet de rendre le plus grand élargissement local de cette partie plus sensible encore, lorsque c'est par les gaz de la poudre que le culot est enfoncé.
Passons maintenant à l'examen théorique de la question que nous venons de toucher, et voyons jusqu'à quel point les résultats qui s'en déduisent pourront s'accorder avec ceux que nos expériences nous ont fournis. Les données à considérer dans cette analyse sont les suivantes (fig. 2) :
Diamètre du projectile. . . . D = 1,690 cm.
SUR l'arme a feu rayée. 41
Plus grand diamètre de la cavité rf = 1,200 cm.
Plus petit diamètre de la ca-vite rf' = 0,975 cm.
Angle, a =4^5'
Profondeur de la cavité mesurée suivant Taxe = 1,575 cm.
Hauteur du culot suivant Taxe. = 0,675 cm.
Chemin parcouru par le culot jusqu'au fond de la cavité, b = 0,900 cm.
Poids du projectile W= 0,039 kil.
Poids du culot w =0,0016 kil.
Pour déterminer la force exercée par les gaz de la poudre, d'une part, sur le culot ; d'autre part, sur la surface annulaire de la base du projectile qui regarde la charge , j'admettrai pour fixer les idées que la pression initiale du gaz de la poudre sur les parois de la capacité qui la renferme soit de 1800 atmosphères, en faisant remarquer que le plus ou moins d'exactitude de cette supposition ne saurait avoir aucune influence sur les développements dans lesquels nous allons entrer, puisque nous n'avons d'autre objet en vue que de déterminer les mouvements relatifs des deux corps simultanément soumis à l'action de cette force.
45 NOtJYtUEfi ÉtTOE^
La pression moye&iie d une msAé «tmo^phère étàût éb 1 ,033 kil. par centimètre carré, n6us aurons pour celle que la pôudfë exerce mt 6hfa(iue tîêtotîttifttffe carré de la base du culot et de l4 surface alinnlaire du projectile: 48O0x!,OSè = 1859 kU.
Représentons en général paf|> cette pression sur l'unité de surface ; par fe la part de cette pression qui agit sur le culot dans la direction de l'axe ; et par (i la part de cette même pression qui agit sur la surface annulaire de la base du projectile , on aura:
Si d" était égal D" — éT, ou si W était égal à t/^* , Dû aurait K == G , et il n'y aurait d autre raison (abstraction faite dû frottement), pour que le culot s'enfonçât dans la cavité du projectile que la différence de poids des deux corps.
// est donc nécessa&è que d ioù ptUs grand
SUR l'AMt â FMI ftâTÉE. 4A
En adoptant pour te rapport ée-é à D celui de 2:3, gui satisfait à cette tonditioà, on obtient des psuvis é'une épaisseur suffisante pour la cavité et un Jf0H tracé peur ceUe-ci.
pQ^v détiertnioer ta fcnrce ^\ firodiut le mouTe-
ment en avant du éulot^ «oivaat la direotion de l'axe, il suffît de retrancher de la pression K du gaz de la poudre sur ce culot une quantité égale à la Téftistance ijiri â appose à sa pénétration.
La ^ai^Ql* de tseite réâktanoè dépead en paiiie •du vent du pMjactile d<uis l'Âme^ en, tant qu 11 facilite Tespansion du. ^lomb ; pour fixer las idées daa9«iolii oalcaie» noiis prendrans pour /fisemplela bdUe du mkbm moyeli i 7^65 Jnm^^ ^our liM[iueUe il existe des données expérimentakSé
D'après Texpérience, la valeur moyenne de la quantité cle travail skécessaire pour opérer la pénétMtkm du culot jusqu'au fond de la ^mTité est exprïthëft par lïi thûtë fl'tm {rt)ids Xià±±% kii. totobant d'une Jiauteur j^ = 37,6 cui.
Le chrtmîh |>Atic(iuri> paf Ito tiitot tlatlks t» travail est Ji=:0,9 cm. ; en sorte que, en ^présentant pAr S la |H^«s^ipw,4Qoyenae dans la direction du mouvement , qui est celle de Taxe, on a
44 nOUfELLES ÉHIDES
Si donc nous représentons par K' la force réelle qui pousse le culot dans la direction de Taxe, abstraction faite de celle qui est employée à la faire pénétrer dans le projectile, cm aura :
K' = K — R=1894ldlo.
Quamà la force (j qm produit le momement du projectile dans Came, elle se compose delapression p. -|- (D* — d*) augmentée de la résistance moyenne du culot à pénétrer dans la cavité, {parce quune partie correspondante de K se reporte sur le projectile ) et diminuée de la résistance au mouvement de celui'-ci dans l'âme.
(*) A la rigaear, ce résultat est un peu trop fort, parce que dans rexpérience sur laquelle il se fonde, d'une part, la pointe du projectile était un peu aplatie par Teffet du choc, ce qui n'avait pu se produire sans absorber une parde du travail effectué, et d'autre part le choc du poids tombant sur la tige interposée produisait nécessairement une perte de force vive. Hais le [résultat final de notre analyse, loin de perdre de sa valeur dans ces circonstances, en acquiert au contraire une plus grande, puisque es facteurs adoptés et qui sont défavorables à la pénétration rapide du culot, sont un peu trop forts.
SUR l'arme a FED RAYÉE. 45
Toute évaluation quelque peu précise du frottement du projectile dans l'âme échappe à la méthode expérimentale, comme aussi à tout calcul basé sur lensemble des effets du travail âes gaz.
En négligeant donc ce facteur favorable à la rapidité de la pénétration du culot, on a :
G'= Ç (D* — d') + 208 = 2875 kilo.
Jinst, la force qui pousse le projectile en avant, suivant Paxe de l'âme, est un peu plus grande que celle qui pousse le culot dans la même direction, en sorte que ce dernier ne pourrait pas pénétrer dans l'intérieur du projectile, si n'était la grande différence des masses des deux corps, circonstance qui se remontre dans la plupart des projectiles à culot jusqu'ici venus à notre connaissance.
Après avoir expérimentalement établi que la pénétration du culot est déjà effectuée dès les premiers instants de l'explosion, et toujours avant que le projectile ait parcouru une partie sensible de la longueur du canon , il nous sera permis d'admettre que, pour ce court espace de temps, la force accélératrice est constante dans les deux corps, et d'en conclure, pour l'un et pour l'autre, que leur
mouvement est unifbrmémént aceôlerè; ftfttt* le pouvons d'autant mieux que, pèttdàbt te ti ^élft parcours, le développement continu du gàz 6Mfrpense la diminution de la torùe èlttstlquë dûë à Taugmentalion de l'espace.
L'accélération, c'ést-à-ditfe îâtîCItotesétticfût tte la vitesse pour chaque unité de temps, et par suite, dans le mouvement unifortnément adcéîé'rë, laccroissement toujours constant de la vitesse pendant l'unité de temps est, comrfie on sait, égalé à la fof ce motrice divisée par la iïiâsse du mobile ; felfe est donc :
pouf le culot ^lEz^ ^*^
SUR L'itUfeta 4 FEtf EitEE. 47
mëtA du talbt tioit ètte dé beatrcoup te pliis ftccftlêfre.
Si donc *', accéléwilit)ii du pW)jéclîle, fe^t H ïbSs plus petite que ft, atcélérattott du culot (c'«si>^dire si b=nb'), le chemin parcouru par ce dernier sera n fois plus grand que celui que lé premier aura parcouru pendant le même temps.
Désignons par / le chemin du culôt, par /' celui du projectile pendant uU tômps donné i^ on aura :
Si maintenant nous cherchons à déterminer le chemiïi parcouru par le projectile, au moment où le culot est arrivé au fond de la cavité, on aura :
Tfaïiix; lŒ=x-|-h. .%...♦ w . . (fig. 1).
et par suite : — — = — ^^ "5^^^ ^ ^
X + h=nxetx=r— -.
Ce qui signifie que : quand l'accélération du projectile est n fois plus petite que celle du tulot, le premier ne parcourt dans Tânfiecjue la(n — 1) ième
48 IIOCTELLES ÉTUDES
partie de h pendant que dans le même temps le culot parcourt h dans la même direction, autrement dit, arrive jusqu'au fond de la cairité. J)ans le cas que nous considérons, on a :
b 1894x0,039 aç\ a
et X = gg^l^Tï =0,046 cm =0,46 mm.
Ainsi donc, le culot sera arrivé jusqu'au fond de la cavité, dès que le projectile aura marché en avant de un demi-millimètre.
Il nous reste encore, avant de terminer le présent paragraphe des projectiles à culot , à présenter quelques observations concernant les détails de leur construction , particulièrement en ce qui regarde la cavité et le culot.
Soit N (fig. 2) la composante de K normale à la paroi latérale de la cavité tronconique, on a pour cette composante :
N=— ^-ouN= ^'
2 sin f>
SIJR t'ARMR A PEU RAYÉE. 49
à cause de^ ^^ ^^ ^ ' ^^ représentant par s la longueur de la génératrice du tronc de cône.
Cette loi simple du cône montre que le culot est capable d'exercer contre la paroi de la cavité conique une pression --l^^fois plus grande que là force impulsive, et qu'ainsi pour une intensité donnée de K, l'effet expansif augmente en raison de la diminution de l'angle «; mais en même temps on voit aussi que pour produire une certaine expansion, il faut que le chemin parcouru par le culot (c'est-àdire la profondeur de la cavité) soit ^^^, fois
plus grand que la quantité dont la surface ^atérale externe du culot doit, pour produire cette expansion, avancer sur les parois latérales, parallèlement à sa direction primitive.
Ainsi, plus la cavité sera conique, ou moins sera forte la part de la pression des gaz de la poudre agissant pour produire l'expansion, plus le projectile sera facile à pousser en avant au lieu de s'élargii*, en sorte que avec une cavité à parois moins rapidement convergentes , il suffira d'une moindre pression du gaz sur le culot pour obtenir un certain élargissement de la cavité. Pour que le degré
&0 NO<rTf:UE$ ÉTUDES
iiécessaire d'élargissement puisse être obtenu ré^lièreraent^ sans trop de \iolence, « doit être aussi petit et ^ aussi grand que possible; Texpériencea indiqué peur «, Tangle de 4^ à 4° 30.
Yoiei, d'après cela, comment an puiui, m pmfigmj procéder à ta canstruction. (Fig. 3> pL %)n
En se réglant d'après le Ye^t et ses tolékr«fi«Q», an commencera par dét^mpinev l'i^rQ /*4e Vwaneau de plomb refoulé extérieurement, cest-Mvci qyi est compris entre le calibre primitif du projectile, et son plus grand diamètre après i'^paosion, (|«^ fait, au moyeu d^s éqiwtiQps précédemment établies, on en dédvirsi le plus grand diamètre en question ab , ainsi que le diamètre correspondant de la ca\ité.
On choisira ensuite sur l'axe du projectile remplacement à donner au grand diamètre ab , de manière que le centre de gravité S se trouve dans la partie abcd correspondant au maximum d'wpansion, ou que du moins il ne tombe p^s au-d^ de la limite supérieure efde l'expansion.
Par la nature même des choses il fwt que la profondeur de la cavité se prolonge au-*dessas de ab d'une hauteur égale à celle du culot ; les angl^ ^ , A , ne doivent pas être trop rapproché» de la
suit l'ar)(£ a feu ratée. 51
wr£acô extériqurQ du projectile, ppyr ne pas trop fA 9?wbUi: \ai, irésistc^ce à, ]b, naissance de sa pointe. L% prpfqmdçui: tota^lç d^ la cavité ne doit pas être ^U)i^dre^ql^,ç.l# d^i^i-longueur totale du projectile.
Ifi cQj(vstjr4jtçteuF avra ensuite à réflécbir sur la Vt^^re éfi mettre ces diverses conditions en har- PiOftiftçntrç.qllçs, gjinsi qu'avec le profit extérieur et le poids voulu du projectile.
Ï^V^ p^rpopdicylaires abaissées des points g^ h, •^çttont ^Qi^r h i'a,rrQndisseraent de Tçrètç supé- <4ww ^ culot , dsms sa position initiale , arron- 4j|^si$n3uçnt de^Uué h empêcher le culot, pendant sa pénétr^^tion, 4'agir violemment contre les parois de la ça^vité > et çellçs-oi /pendant l'introduction du prqjectilç d^ns Tân^e, de couvrir le bord du fond 4)4 culpt par quelque pqrtion de leur métal qui nuirait à la régularité de sa marche ultérieure. Çl'aprèe ççla ^ on voit que la partie plane du fond circulaire du culot en k doit avoir un diamètre un peu piu§ petit que^A.
Ppur assurer la position du culot à l'entrée de la cavité, on a soin à l'avance de lui donner à la base vn diamètre un peu moindre que celui de cette ^trée, par e}jemple 1,125 au lieu de 1,200 (fig. 3 a). lia liaison dps deux corps s'obtient ensuite
/)2 NOUVKi.rr.s études
ordinairement au moyen de quelques coups frappés sur le culot , ce qui , à la vérité , produit un petit élargissement de l'entrée de la cavité, et par conséquent une petite augmentation du diamètre extérieur du projectile à cet endroit. Mais on a soin ensuite de ramener ce diamètre à ce qu'il doit être en forçant le projectile à passer par une lunette de calibre qui racle l'excédant du métal.
Mais, mieux vaut encore suivre à cet égard ^ le procédé adopté dans les salles d'artifices russes, où le projectile placé dans un support creux du calibre exact, reçoit le culot que l'on y enfonce tout à fait concentriquement par une pression convenable.
Dans Tun et l'autre cas , il est nécessaire que le diamètre du culot en i (fig. 3 pi. 2) soit égal à celui de la cavité à la profondeur mi , afin que les deux corps soient là en contact intime.
La hauteur du culot ne doit pas descendre audessous d'un certain minimum qui suffise à assurer son adhérence aux parois de la cavité, et à le maintenir roncentriquement à celle-ci pendant son mouvement. Toute hauteur moindre que mk, ^fig. 3) aurait pour effet d'augmenter l'évasement ab , et d'en rapprocher la position du centre de gravité. Le culol raccourci représenté dans la fig, 3 b
SUR l'aame à feu ratée. 53
pénétrerait plus avant dune quantité t'A — ik\ et par suite ^6 avancerait d'autant. L'expérience a fait reconnaître que mi ne devait pas être moindre que le tiers du diamètre inférieur de la cavité pour que le culot se maintienne dans la direction de Taxe pendant sa pénétration.
Le culot doit être le plus léger possible. Nos précédentes considérations conduisent à penser qu'avec une balle à culot bien établie , et d'une épaisseur de parois suffisante, les actions exercées par la force expansive de la poudre sur la balle et sur le culot sont approximativement ^ales. Ainsi, abstraction faite de l'influence du profil de la cavité sur l'efifet de pénétration, il n'y aurait guère que le rapport des poids des deux corps qui interviendrait dans la manière dont elle s'accomplirait. A mesure que le culot est plus léger le vide laissé par le vent à l'entour du projectile est plus rapidement rempli ; la force engendrée par l'explosion approche davantage d'être complètement utilisée; la position du centre de gravité du projectile est plus avantageuse lorsque le culot reste dans son intérieur après avoir produit son effet; enfin ce culot est d'autant moins dangereux pour les troupes, dans le cas contraire où après son effet produit, il
ARME BAYÉE, 5
64 NOUYELLES ilWDES
abandonnt le projectile pour suivre une trajectoire particulière* Mais la légèreté spécifique n'est pas la seule qualité à rechercher dans le choix de la matière des culots, il importe aussi qu elle possède une certaine dureté et une certaine force de réais>t tance, elle doit aussi n'être pas trop sujette à S9l** térer; ni à détériorer les munitions dans les appro- Yiftionnements que Ton en fait, lorsque ces muni^ tiens doivent ôtre exposées aux vicissitudes atmosrt phériques ) enfin son prix d'achat ne doit pas être trop élevé et elle doit être facile à travailler.
La matière la plus ordinairement emplo^^ée à la confection des culots est la tôle de fer. Avant de la mettre en œuvre , on lui fait subir un décapage dans de 1 eau aiguisée d un peu d acide sulfurique. Sa pesanteur spécifique est beaucoup moindre que celle du plomb, et son coefficient d'élasticité est au contraire beaucoup plus fort. Ce sont là deux qualités précieuses de cette matière; malheureusement elle laisse beaucoup à désirer à d autres égards : d'abord, par suite de la facilité avec laquelle elle s*oxide dans les magasins, le culot se rouille dans la cavité du projectile, sans même que le graissage des parois de celle-ci puisse y remédier suffisamment, à cause d un acide gras qui se produit ; en
SUR l'ABIIE k FEU RATÉE. 55
outre, lorsque la tôle est de mauvaise qualité , la compression qu elle subit dans la confection des culots peut rendre la surface de ceux-ci rugueuse, et l'arrondissement du fond cassant, deux circons* tances d où peuvent résulter des déchirements des parois de la cavité et l'adhérence de résidus. Enfin la bonne tôle est d'un prix élevé et peu répandue dans le commerce* L'épaisseur de la tôle employée dans diverses contrées varie de 0, 6 à 0, 9 millimètres avec des tolérances depuis 1 0 jusqu'à 1 5 0/0 de l'épaisseur normale.
La confection des culots s'opère soit parle moyen de deux balanciers à vis dont l'un découpe la tôle en cercles de grandeur convenable, et l'autre donne à ces cercles la forme voulue sur une platine creuse (eine vertiefte Stame) ; soit encore, ce qui vaut mieux au moyen d'un balancier de monnayage muni d'un volant et d'un arbre tournant {mû Sçkumngrad ùnd W^Ue) dont l'appareil à découper est conduit par deux excentriques h faible relève^ ment, tandis que le coin (Pra^g siêmpet) est mu par un troisième excentrique placé entre les deux petits sur le môme arbre qu'eux , mais ayant un relèvement plus considérable. Des machines de ce genre avec lesquelles deux ouvrière font 2,500
56 NOUVELLES ÊTODES
culots par heure , ont été construites à Darmstadt dans les ateliers de L... Bùschbaùm , d'après des dessins de l'auteur pour être expédiées en Russie à la destination des salles d'artifice de Saint-Pétersbourg. '
On évite les inconvénients signalés de la tôle de fer et l'on retrouve à un plus haut d^é encore les avantages de la l^èreté en employant un bois dur h la confection des culots.
La fîg. 3 6 représente un culot construit en bois de charme, qui, dèsTétéde 1855, avait été présenté par le lieutenant PfaffdelaHesse-Grand-Ducale, pour être employé avec le projectile souvent mentionné et qui , aux épreuves comparatives de tir, faites dans cette même année, avait mis en pleine évidence sa supériorité sur le culot de fer, en permettant de tirer aux mêmes distances sous des angles moindres, et fournissant un tir moins inégal. Nous aurons occasion, dans lun des paragraphes suivants, de rapporter les résultats auxquels nous venons de faire allusion.
Nous parlerons aussi plus bas d'expériences analogues faites en Prusse, à une époque plus rapprochée de nous.
En Angleterre, le culot de bois a été adopté pour
SUR l'arme a feu rayée. 57
le nouveau projectile du fusil Pritchett d'Knfield, avec lequel il s'est montré très-avantageux.
Nous avons encore à faire remarquer, à Tégard de la ûg. 3 6, que le bois de charme employé avait été passé par une lessive pour le rendre invariable dans ses dimensions, et qu'on lavait ensuite débité en planchettes de l'épaisseur à donner aux culots. Dans cet état , on peut fabriquer ceux-ci soit au tour, soit à l'emporte-pièce, en y employant, dans le premier, cas une .espèce de mèche {Bohrer) analogue à celle qui sert dans la fabrication des boutons de bois; et dans le second cas, en les découpant au balancier sur une platine (diirch Aùsschneiden ùnd Prœgen in einer Sianze). Un pied cube de charme coûte, dans l'Allemagne méridionale, trois à quatre gros, et fournit 8,500 culots. Des projectiles bien calibrés qu'on avait fait tremper quelques heures dans l'eau n'ont montré aucun accroissement de calibre dans l'état mouillé, ni aucun ballottement des culots dans l'état ultérieur de dessication. Sous le rapport du poids, le culot de bois de la figure 3 6 est à ceux des fig. I, 2, 3 comme 2 est à 5. La cavité hémi-sphérique creusée en dessus de ce culot et le petit canal cylindrique qui ia termine et traverse le reste du massif dans la
direction de Taxe, avaient pour objet de faciliter le dégagement de Tair comprimé, auquel on avait, comme on sait, attribué le retournement des culots, leur pénétration incomplète ou suivant des positions obliques , et enfin leur séparation d*avec le pnvjectile«
C'est encore un avantage qu'ont les culots de bois de se terminer en arrière, du côté qui regarde la poudre, par une base plane au lieu de la baie creuse dés culots de fer.
Maintenant que nous savons par le raisonne-' iô€int et par Texpérience que la pénétration du cwlet est accomplie dès le premier instant de Texpl'Osioûvftvànt i^ue le projectile ait parcouru aucun ciefflln sendble dans Fâme, il est clair qu'il n'est paâ indifféferit j^ur Ténèrgîede ce premier eflét qme Tespâcé de 4 à 5 centimètres cubes occupé par la charge soit Ou non augmenté d'environ 0,7 centimètres^ cubes par une cavité du culot; iï y a là, pour k théorie tout entière deâ ^rojectils expansifs, une question des pluis importantes qùet?DUS aborderions plus loin, quand nous nous occuperons des projectiles sans culots.
Minié avait primitivement donné à sôti culôt la forme d'une assez plate calotte qui, au point de
SUR l'armk a nu lUtÉE. S9
vue de l'énergie du premier choc des gaz, dtnit plus avantageuse que la forme conique adoptée plus tard, mais n'était pas propre à âuffisamméut garantir la bonne direction du culot.
La figure 4 représente diverses formes de cavités et de culots que nous rencontrons dans notre collection de tous les projectiles allongés de TEurope.
Il y a avantage à arrondir la cavité di^fi à la jonction de son fond et de sa paroi latérale, en la ramenant ainsi à la forme dnrm qui a naturellement pour effet d'augmenter la résistance du projectile prfes de la jonction de sa pointe à la partie cylindrique. Le culot dktm peut recevoir un arrondissement plus petit pourvu que kl ne soit pas moindre que mn. On rencontre ce genre de construction avantageuse dans ta balle à culot russe de foft calibre.
En vue d'utiliser, s'il était ppssîMe, la force tout entière de la poudre, dans le premier instant de 1 explosion, à faire pénétrer le culot dans le fond de la cavité, on a eu en divers lieux Tidée d'agrandir la base du culot. C'est sur ce principe, par exemple, qu'était fondée la proposition de la forme de cavité, représentée (fig. 4, pi. 2). parle profil aer conjointement avec la forme aehi, ou d'autres for-
mes naïves analogues qui seront indiquées plus loin. On comprend aisément que la composante normale de la force de la poudre sur la surface ae ne peut être que très- faible, et qu'ainsi ce genre de construction ne peut que rendre la pénétration du projectile beaucoup plus difficile; en un mot, que dans un tel système, la force de la poudre est beaucoup plus employée au mouvement progressif de la balle qu'à produire l'agrandissement de ses diamètres.
L'application de valeurs numériques aux quantités qui interviennent dans ces sortes de discussions, montre que le travail nécessaire pour proproduire l'expansion augmente dans un rapport beaucoup plus grand que ne le fait la force impulsive par l'augmentation de l'aire de la base du culot tournée du côté de la poudre. Â cette considération, il faut ajouter celle de la violente action dilacératrice qui doit^avoir lieu lorsque le culot fonctionne.
On s'écarte moins du but à atteindre lorsqu'en vue d'obtenir une très-forte expansion latérale, on a recours à l'emploi d'une cavité fortement conique cop, conjointement à celui d'un culot cfg d'une surface latérale plus inclinée encore ; car alors sa
SUR l'arme a feu ratée. 61
pénétration n entraîne pas avec elle d'aussi violentes déformations du projectile. Le culot toutefois doit être de bois et massif avec une base circulaire bc tout à fait pleine.
L'expérience prouve que la pression du gaz, en agissant normalement sur cette grande surface, n'a pas autant pour effet d'incliner ou de retourner le culot, que cela aurait lieu dans le cas d'un culot creux de mêmes dimensions extérieures, qui serait poussé beaucoup moins énergiquement dans une direction d'abord purement tangentielle. Toutefois là encore se retrouve l'inconvénient de Timparfaite réunion des deux corps, ne ftit-ce qu'au point de vue des embarras qui en résultent dans le transport.
La figure 5 montre un projectile à culot de bois, qui par suite de quelques vices de sa construction peut servir à mettre au jour les mauvais effets de l'oubli des lois ci-dessus établies.
La figure 6 représente une balle à culot, choisie entre beaucoup d'autres qui furent proposées et éprouvées en 1857 par le Comité des armes à feu portatives de Saint-Pétersbourg, mais dont aucune ne fut trouvée admissible pour l'armée.
On reconnaît, dans la construction compliquée
